1.4 肖特基二极管
肖特基二极管的工作原理
肖特基二极管，本质上就是金属和半导体材料接触的时候，在界面半导体处的能带弯曲，形成了肖特基势垒。
这个定义比较官方，估计看一眼就忘记了。
那么如何通俗理解呢？
其实就是金属和半导体接触的时候，电子会从半导体跑到金属里面去。半导体失去电子，就会带正电，形成空间电荷区（不可移动的正离子构成），这个空间电荷区，会阻止半导体的电子继续向金属移动，也就是说形成了肖特基势垒。
当在这个势垒上面加上正向电压（金属电压>半导体电压），那么半导体和金属之间的势垒就降低了。如此一来呢，电子就会从半导体流向金属，从而形成正向电流。
反之，当加上反向电压，势垒被加大，电流基本为0，也就是说反偏截止了。
这，就是肖特基二极管的工作原理。
仔细深究二极管原理肖特基二极管工作原理
肖特基（Schottky）二极管，又称肖特基势垒二极管（简称 SBD），它属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒）即二极管由流过正向电流的导通状态，切换到不导通状态所需的时间，正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
肖特基二极管和一般整流二极管最大的差异在于反向恢复时间，也就是二极管由流过正向电流的导通状态，切换到不导通状态所需的时间。一般整流二极管的反向恢复时间大约是数百nS，若是高速二极管则会低于一百nS，肖特基二极管没有反向恢复时间，因此小信号的肖特基二极管切换时间约为数十pS，特殊的大容量肖特基二极管切换时间也才数十pS。由于一般整流二极管在反向恢复时间内会因反向电流而造成EMI噪声。肖特基二极管可以立即切换，没有反向恢复时间及反相电流的问题。
SBD具有开关频率高和正向压降低等优点，但其反向击穿电压比较低，大多不高于60V，最高仅约100V，以致于限制了其应用范围。像在开关电源（SMPS）和功率因数校正（PFC）电路中功率开关器件的续流二极管、变压器次级用100V以上的高频整流二极管、RCD缓冲器电路中用600V～1.2kV的高速二极管以及PFC升压用600V二极管等，只有使用快速恢复外延二极管（FRED）和超快速恢复二极管（UFRD）。目前UFRD的反向恢复时间Trr也在20ns以上，根本不能满足像空间站等领域用1MHz～3MHz的SMPS需要。即使是硬开关为100kHz的SMPS，由于UFRD的导通损耗和开关损耗均较大，壳温很高，需用较大的散热器，从而使SMPS体积和重量增加，不符合小型化和轻薄化的发展趋势。因此，发展100V以上的高压SBD，一直是人们研究的课题和关注的热点。
SBD的主要优点包括两个方面：
1）由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低（约低0.2V）。
2）由于SBD是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用。
但是，由于SBD的反向势垒较薄，并且在其表面极易发生击穿，所以反向击穿电压比较低。由于SBD比PN结二极管更容易受热击穿，反向漏电流比PN结二极管大。
选用：
肖特基二极管分为有引线和表面安装（贴片式）两种封装形式。
采用有引线式封装的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管使用。
它有单管式和对管（双二极管）式两种封装形式。
肖特基对管又有共阴（两管的负极相连）、共阳（两管的正极相连）和串联（一只二极管的正极接另一只二极管的负极）三种管脚引出方式。
肖特基二极管优势：
1：低压降，损耗电压小。
2：开关速度快，损耗小，适用于高频电路。
肖特基二极管劣势：
1：反向偏压较低，承受不了过大的反向电压。
2：反向漏电是正温度系数的，当温度升高，IR反向漏电会随之增大（这是设计工作者们容易忽略的参数）。
三、肖特基二极管选型关键参数：
1：VR 连续反向电压。若肖特基两端的反向电压超过此电压，则肖特基将被击穿导通。
2：VF正向导通压降。这是肖特基导通时两端的压降。
3：IF连续正向电流。若肖特基正向导通的电流超过该值，则肖特基将被烧断截止。
4：IR反向漏电流。根据肖特基的特点，该参数会随着温度的升高而增大，因此，设计者在设计PCB或者考虑使用环境时，应当把反向漏电考虑在设计中。
5：TRR反向恢复时间。这个参数直接决定了该肖特基能用在多高频的电路里。
6：IFSM最大浪涌电流。肖特基允许流过过大电流，但该电流必须是瞬时电流。
1.5 光电二极管
1.6 隧道二极管
1.7 稳压二极管
一、稳压二极管
稳压二极管，又名齐纳二极管，其工作原理一种用于稳定电压的单结二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。
在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见图1，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。
二、稳压二极管稳压电路图分析
D1为稳压二极管，与负载R2并联，R1为限流电阻。
若电网电压升高，即电路的输入电压Vin也随之升高，引起负载电压Vout升高。由于稳压管D1与负载R2并联，Vin只要有一点增长，就会使流过稳压管的电流急剧增加，使得I也增大，限流电阻R1上的电压降增大，从而抵消了Vout的升高，保持负载电压Vout基本不变。反之，若电网电压降低，引起Vin下降，造成Vout 也下降，则稳压管中的电流急剧减小，使得I减小，R1上的压降也减小，从而抵消了Vin的下降，保持负载电压Vout基本不变。 若Vin不变而负载电流增加，则R1上的压降增加，造成负载电压Vout下降。Vout只要下降一点点，稳压管中的电流就迅速减小，使R1上的压降再减小下来，从而保持R1上的压降基本不变，使负载电压Vout得以稳定。
综上所述可以看出，稳压管起着电流的自动调节作 用，而限流电阻起着电压调整作用。稳压管的动态电阻越小，限流电阻越大，输出电压的稳定性越好。
稳压二极管串联使用：
三、稳压二极管的性能
稳压管稳压性能的好坏，可以用它的动态电阻r来 表示：
r = (电压的变化量△U)/(电流的变化量△I)
显然，对于同样的电流变化量ΔI，稳压管两端的 电压变化量ΔU越小，动态电阻越小，稳压管性能就越好。 稳压管的动态电阻是随工作电流变化的，工作电流越大。动态电阻越小。因此，为使稳压效果好，工作电流要选得合适。工作电流选得大些，可以减小动态电阻，但不能超过管子的最大允许电流（或最大耗散功率）。 各种型号管子的工作电流和最大允许电流，可以从手册中查到。 稳压管的稳定性能受温度影响，当温度变化时，它 的稳定电压也要发生变化，常用稳定电压的温度系数来表示这种性能例如2CW19型稳压管的稳定电压Uw= 12伏，温度系数为0.095%℃ ，说明温度每升高1℃，其稳定电压升高11.4毫伏。为提高电路的稳定性能，往往采用适当的温度补偿措施。在稳定性能要求很高时，需使用具有温度补偿的稳 压，如2DW7A、2DW7W、2DW7C 等。
四、稳压二极管的主要参数
1.Vz— 稳定电压。
指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。
2.Iz— 稳定电流。
指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。
3.Rz— 动态电阻。
指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为5mA时，Rz为18Ω;工作电流为1OmA时，Rz为8Ω;为20mA时，Rz为2Ω ; > 20mA则基本维持此数值。
4.Pz— 额定功耗。
由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mW
5.Ctv— 电压温度系数。
是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/°C，即温度每升高1°C，其稳压值将升高0.07%。
6.IR— 反向漏电流。
指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。
五、选择稳压二极管的基本原则
1.要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管。
2.要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型。
3.要求反向击穿电压高时选硅管。
4.要求耐高温时选硅管。
